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生物材料封装改善干细胞移植疗效2021-09-18 09:59:02

目前,利用生物材料包裹干细胞也成为改善干细胞移植疗效的策略之一。这些生物材料大多来源于天然聚合物,如纤维蛋白、海藻酸盐、胶原蛋白和明胶等。其中,可注射水凝胶因富含疏松多孔的三维网络样结构,空间间隙较大,常被用来包裹或携带细胞、药物进行组织工程治疗。

水凝胶依靠本身具有的黏附性包裹MSC,一定程度上防止了因心脏跳动导致的细胞流失,并且为 MSC 提供黏附位点和生长微环境,抑制细胞凋亡,另外,还可为心室壁提供一个机械支撑力,从而减少心室张力,减轻心室重构,改善心功能。Kim 等研究发现,在小鼠心肌梗死模型中,用明胶-羟基苯基丙酸水凝胶包裹小鼠 BMSC 进行移植,增加了BMSC 的存活及新生血管形成,从而获得更佳的疗效,如左室重构明显减弱、梗死室壁变薄明显减轻、心功能改善更显著等;

封装在氧化石墨烯-海藻酸钠复合微凝胶中的 MSC,在高氧化应激环境(400 μM H2O2)中显示了几乎 100%的活力,心肌细胞与其共培养后,能测到更高浓度的 MSC 增殖相关及心脏再生相关的细胞因子,并且载有 MSC 的微凝胶减少了梗死区域的瘢痕组织和左心室肥厚,减轻了不良心肌重塑,改善了心功能。研究表明,水凝胶的原位凝胶化增加了心外膜表面人羊膜间充质干细胞的滞留和存活,促进VEGF 表达,进而增加梗死边缘区血管新生,改善心功能。这些研究结果均表明,通过微创的方式将合适的生物材料封装的 MSC 移植到病变部位,能提高干细胞的存活率和滞留率,是一种极具应用前景的治疗方式。
 
近来,一种基于心脏来源的细胞外基质水凝胶被应用到 3D 心脏补片中。Park等人的最新研究表明,他们将BMSC和持续分泌HGF的HGF-MSC封装在 3D 心脏补片中,再植入心梗诱导心脏的心外膜处。HGF-MSC 持续分泌 HGF,不断刺激 BMSC,增强 BMSC 存活时间,促进心脏功能显著改善,这种新的体内处理策略为改善干细胞疗效提供了一种新的思路。
 
出自《改善间充质干细胞移植治疗心肌梗死疗效方法的研究进展》作者王旭,付天乐,麻正翔。